精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
某校物理兴趣小组设计一个玻璃管测力计:横截面积
次数1234
m/Kg0.0000.1000.250
L/cm2.002.223.36
S=1﹒00cm2的一端封闭、一端开口的玻璃管内,一个很薄的轻质活塞封闭了一定量的空气,活塞连结一个秤钩.将测力计开口向下竖直悬挂,下端秤钩挂上砝码,如图所示.现将不同质量的砝码m挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中,气体的温度保持不变,四次实验部分数据记录在下面的表格上:
(1)通过计算,将数据填入表内两个空白处.
实验时大气压强P=______帕.(用科学记数法表示,保留三位有效数字,即其系数计算到小数点后两位)
在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力大小F=______N.空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而______(填:均匀,不均匀)变化.
(2)通过实验,同学们发现用玻璃管测力计来测力,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处①______;②______.

【答案】分析:(1)由第1组数据可知,此时没有挂秤钩,根据活塞平衡,由力平衡条件求出封闭气体的压强的表达式,根据玻意耳定律求解大气压;
(2)根据玻意耳定律求出L=4.00cm时所挂钩码的重力,即为所测的作用力F.由钩码的重力表达式分析F是否均匀.
(3)用这种玻璃管测力计来测力,容易受外界环境的影响,比如大气压和温度的变化引起测量不准确.
解答:解:(1)由力平衡条件得:所挂钩码的质量为M时,封闭气体的压强为P=P-
封闭气体的压强分别:
状态1:P1=P
状态2:P2=P-=P-104(Pa)
状态3:P3=P-=P-2.5×104(Pa)
状态4:P4=P-
根据玻意耳定律得:
  P1L1=P2L2,代入解得,P=1.01×105Pa
  P1L1=P3L3,代入解得,L3=2.66cm
  P1L1=P4L4,代入解得,M4=0.409kg
(2)当L=4.00cm时,由P1L1=P5L=(P-)L,得
解得F=5.05N,
即在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力F=5.05N.
由P1L1=(P-)L,可以看出F与L是非线性关系,故空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而不均匀变化.
(3)用这种玻璃管测力计来测力,容易受外界环境的影响,力的测量值大小会随大气压强和环境温度的而改变.
故答案为:
(1)1.01×105
(2)5.05,不均匀
(3)①测量力的大小随环境温度的变化而变化;        ②测量力的大小随外界大气压强的变化而变化.
点评:本题的解题关键是根据力学知识求出封闭气体的压强,考查综合应用力学知识和玻意耳定律的能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示为某校物理兴趣小组设计的一个玻璃管测力计,玻璃管竖直悬挂,上端封闭、下端开口,管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气,活塞连接一轻质秤钩.已知玻璃管长为10cm,横截面积为1cm2,现将不同质量的钩码M挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中气体的温度保持不变,四次实验的数据记录右面的表格内:
次数 1 2 3 4
M(kg) 0.000 0.100 0.250 0.400
L(cm) 4.00 4.44 5.32 6.62
(1)通过计算可得实验时的大气压强p0=
1.01×105
1.01×105
Pa.
(2)该玻璃管测力计的刻度是
不均匀
不均匀
(填:均匀,不均匀)的,它能测量的最大作用力不超过
6.06
6.06
N.
(3)通过实验同学们发现用这种玻璃管测力计来测力,存在一些不足之处,请列举两点:
a
大气压强改变
大气压强改变

b
手拿玻璃管会使得管内气体温度变化
手拿玻璃管会使得管内气体温度变化

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?青浦区模拟)某校物理兴趣小组设计一个玻璃管测力计:横截面积
次数 1 2 3 4
m/Kg 0.000 0.100 0.250
L/cm 2.00 2.22 3.36
S=1﹒00cm2的一端封闭、一端开口的玻璃管内,一个很薄的轻质活塞封闭了一定量的空气,活塞连结一个秤钩.将测力计开口向下竖直悬挂,下端秤钩挂上砝码,如图所示.现将不同质量的砝码m挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中,气体的温度保持不变,四次实验部分数据记录在下面的表格上:
(1)通过计算,将数据填入表内两个空白处.
实验时大气压强P0=
1.01×105
1.01×105
帕.(用科学记数法表示,保留三位有效数字,即其系数计算到小数点后两位)
在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力大小F=
5.05
5.05
N.空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而
不均匀
不均匀
(填:均匀,不均匀)变化.
(2)通过实验,同学们发现用玻璃管测力计来测力,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处①
测量力的大小随环境温度的变化而变化
测量力的大小随环境温度的变化而变化
;②
测量力的大小随外界大气压强的变化而变化
测量力的大小随外界大气压强的变化而变化

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?宝山区模拟)如图所示为某校物理兴趣小组设计的一个玻璃管测力计,玻璃管竖直悬挂,上端封闭、下端开口,管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气,活塞连接一轻质秤钩.已知玻璃管横截面积S为1cm2,现将不同质量的钩码M挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中气体的温度保持不变,四次实验的数据记录在下面的表格上:
次数 1 2 3 4
M(kg) 0.000 0.100 0.250 0.409
L(cm) 2.00 2.22 2.66 3.36
(1)通过计算可得实验时大气压强P0=
1.01×105
1.01×105
Pa.
(2)在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力F=
5.05
5.05
N,空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而
不均匀
不均匀
(填:均匀,不均匀)变化.
(3)通过实验同学们发现用这种玻璃管测力计来测力,存在一些不足之处,请列举两点:
a
大气压强改变,影响测量的准确性
大气压强改变,影响测量的准确性

b
环境温度改变,影响测量的准确性
环境温度改变,影响测量的准确性

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(08年南汇中学月考)(10分)如图所示为某校物理兴趣小组设计的一个玻璃管测力计,玻璃管竖直悬挂,上端封闭、下端开口,管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气,活塞连接一轻质秤钩。已知玻璃管横截面积S为1cm2,现将不同质量的钩码M挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中气体的温度保持不变,四次实验的数据记录在下面的表格上

次数

1

2

3

4

M(kg)

0.000

0.100

0.250

0.409

L(cm)

2.00

2.22

2.66

3.36

(1)通过计算可得实验时大气压强      

(2)在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作和力F=    N,空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而       (填:均匀,不均匀)变化;

(3)通过实验同学们发现用这种玻璃管测力计来测力,存在一些不足之处,请列举两点:

  a                                                                 

    b                                                                                           

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2006年上海市青浦区高考物理模拟试卷(4月份)(解析版) 题型:解答题

某校物理兴趣小组设计一个玻璃管测力计:横截面积
次数1234
m/Kg0.0000.1000.250
L/cm2.002.223.36
S=1﹒00cm2的一端封闭、一端开口的玻璃管内,一个很薄的轻质活塞封闭了一定量的空气,活塞连结一个秤钩.将测力计开口向下竖直悬挂,下端秤钩挂上砝码,如图所示.现将不同质量的砝码m挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中,气体的温度保持不变,四次实验部分数据记录在下面的表格上:
(1)通过计算,将数据填入表内两个空白处.
实验时大气压强P=______帕.(用科学记数法表示,保留三位有效数字,即其系数计算到小数点后两位)
在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力大小F=______N.空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而______(填:均匀,不均匀)变化.
(2)通过实验,同学们发现用玻璃管测力计来测力,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处①______;②______.

查看答案和解析>>

同步练习册答案